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高频方波通过一个RC（电阻-电容）阵列后，其电压输出将取决于RC电路的滤波特性以及输入信号的频率与RC时间常数的关系。
在RC电路中，当输入是高频方波时：
1. 如果RC阵列构成的是低通滤波器（LPF），那么随着频率增加，输出电压会逐渐衰减。
高频方波中的高频分量会被电容器“短路”，即高频率部分的电流主要通过电容流过，而不是通过电阻，因此输出电压相对于输入电压会大幅降低。
2. 高频方波通过RC高通滤波器（HPF）时，则是相反的情况，高频分量相对得以保留或增强，而低频分量被电阻和电容的组合所衰减。
3. 若RC阵列设计为带通滤波器（BPF）或者带阻滤波器（BSF），则只允许特定频率范围内的方波电压分量通过，其他频率成分将被抑制。
具体来说，RC电路对输入方波响应的程度可以用频率响应函数来描述，该函数通常表现为幅值和相位随频
率变化的关系。
对于一阶RC电路，截止频率（也称为转折频率或特征频率）约为1/(2πRC)，在这个频率以下，低通滤波器的输出电压随频率下降而增大；在这个频率以上，高通滤波器的输出电压随频率升高而增大。
如果是一个多级RC阵列（比如级联的RC滤波器），则每个阶段都会进一步影响信号的高频分量，最终输出电压波形将受到所有级联阶段的累积效应影响。
RC电路的方波响应一、实验目的1.了解RC电路的方波响应2.分别观测积分电路与微分电路的输入输出关系3.掌握示波器的基本调整方法和工作模式；4.掌握用双踪示波器观测信号波形和读取波形参数的方法5.学习数格子测量数据；6.学会设计简单一阶电路；二、实验环境硬件基础：数字万用表、双踪示波器软件：Multisim软件元器件：电阻、导线、电容三、实验原理1、积分电路当τ=R*C>>T时的一阶电路称为积分电路，因为此时输出信号电压与输入信号电压的积分成正比，且响应输出为电容两端电压，即直接将CH2接在电容两端，电路图如下：2、微分电路当τ=R*C<<T时，称为微分电路，因为此时输出信号电压与输入信号电压的微分成正比，响应输出为电阻两端电压，若按照上图将CH2直接接在电阻两端，则会造成电容短路，故将电阻电容调换，电路图如下：四、实验内容1、对示波器进行自检,并检验接地端是否正常；2、设计一阶积分电路和微分电路；3、搭建积分电路；4、调节函数发生器使其输出矩形波，进行测量记录；5、保存记录下的波形变化，分析数据制作图表；6、继续改为微分电路，重复4-5步；五、实验过程1、对示波器进行自检,并检验接地端是否正常，测试为稳定的矩形波；2、设计一阶电路如上图所示；3、在面包板上搭建电路，所用电阻为 3.25kΩ，电容为104；4、将函数发生器调节成矩形波，测量示波器上的波形数据；5、调节函数发生器的信号频率，使之对应τ的1、2、5、10倍并分别测量波形记录数据；6、改建微分电路，重复4-5步，关闭仪器结束实验；六、数据记录与分析计算过程：∵τ=R*C=3.25 *10^（-4）∴1/τ=3.07*10^（3）；所以频率可取307Hz, 615Hz, 1.54kHz ,3.07kHz1、积分电路：307Hz下的波形：615Hz下的波形：1.54kHz下的波形：3.07kHz下的波形：具体读图中CH2(CH1仅仅是周期不同)数据如下：频率/f (Hz) 307615 1540 3070峰峰值/Vpp5.1 4.4 3.0 1.7（V）最大值/Vmax5.1 4.8 3.6 2.6（V）最小值/Vmin0 0.4 0.6 0.9（V）周期/T（us）3300 1600 660 330 分析：数据较为正常。
RC串联电路的方波响应实验目的：1. 探究：当一列占空比为50%的方波输入RC串联电路时，会有什么样的输出波形？2. 熟悉示波器和信号发生器的应用；3. 回顾电容的充放电过程，加深对电容性能的认识。
实验器材：数字信号发生器、数字示波器、电阻、电容、数字万用表实验电路：图一图二实验内容：1. 选择的电阻与电容值分别为：R=10KΩ，C=4.7uF；2. 低通RC电路的研究：a. 按照图一所示连接电路，V1连接信号发生器，V2连接示波器；b. 用信号发生器发出Vpp=10V，占空比为50%，频率为1KHz的方波，观察信号发生器的输出信号；c. 改变输入波形的频率，并记录输出波形及对应频率的输出信号的Vpp;3. 高通RC电路的研究：a. 按照图二所示连接电路，V1连接信号发生器，V2连接示波器；b. 用信号发生器发出Vpp=10V，占空比为50%，频率为1KHz的方波，观察信号发生器的输出信号；c. 改变输入波形的频率，并记录输出波形及对应频率的输出信号的Vpp; 实验结果记录及分析：低通RC电路实验结果如下：高通RC电路实验结果如下：分析：在两个电路中，τ=RC=0.047s ，T w =0.5*T=0.5*1/f，当f=10.63Hz时，T w=τ一．低通电路当f=1Hz时，因为τ<<T w，，电容的充电速度很快，因而图1中电容电压应该出现陡峭上升，且电容两端电压上升到输入电压值的时候，电压完全加在电容两端，输出电压维持不变。
当方波电压下降时，输入端电压为0，电容两端迅速放电，两端电压陡峭下降，因而输出信号和方波应该会比较接近。
实验中所得到的图像，由于示波器打在了AC档而出现了微分现象。
f=10Hz时，τ≈T w，电容充放电的速度变慢，不能突变，所以不再像方波；10Hz<f<100Hz时，电容缓慢充放电，不能突变，所以不再像方波，处在方波到三角波的过渡阶段，而且不到最大值便开始放电；100KHz>f>100Hz时，τ>>T w，由于频率的增高，输出信号更加趋近于三角波；当f>100K时，因为频率太高，电容两端电压更加小，而且基本没有规律。
《电路理论》实验报告专业班级： 自动化1904 姓名： 刘卓 学号：201901020428 实验室名称：电工技术实验室 指导老师： 胡鹤宇、张向华 实验日期：2020年6月15日星期一实验六：一阶电路的响应研究一、实验目的1、学习用示波器观察和分析RC 电路的响应；2、掌握一阶电路时间常数的测量方法；3、了解电路参数对电路动态过程的影响。
二、实验仪器THGE-1型实验台、信号发生器、示波器、电阻实验箱等。
三、实验原理1、一阶电路含有电感、电容储能元件的电路，其响应可由微分方程求解。
如果含有储能元件的电路所列写的是一阶微分方程，相应的电路称为一阶电路。
2、RC 电路的零输入响应RC 电路属于一阶电路，如果没有输入信号作激励，由储能元件的初始储能产生的响应称为零输入响应。
图1(a)电路中，电容的初始电压()00c u U -=，微分方程为：0c c duRC u dt+=微分方程的解为()000c t t--RCu U e U e t τ==≥上式中τ=RC 称为时间常数。
RC 电路的零输入响应反映了电容对电阻的放电过程，其c u 的波形见图1（b ）所示。
（a ） （b ）图1 RC 电路的零输入响应3、RC 电路的零状态响应如果储能元件的初始储能为零，由输入信号作激励引起的响应为零状态响应。
图2(a)电路中，设激励为直流电压源，列写微分方程为：()cc s du RC+u =U t 0dt ≥微分方程的解为()c s s t t --RC u =U 1-e =U 1-e t 0τ⎛⎫⎛⎫≥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭RC 电路的零状态响应反映了电容经电阻充电的过程，其c u 的波形见图2（b ）所示。
（a ） （b ）图2 RC 电路的零状态响应4、RC 电路全响应如果储能元件的初始储能不为零，输入信号也不为零，它们共同引起的响应称为全响应。
RC 电路的全响应有两种表达形式：()010tt c s u U eU -e t ττ--⎛⎫=+≥ ⎪⎝⎭上式说明全响应可以分解为零输入响应分量与零状态响应分量之和。
设计性实验项目1： RC 电路的方波响应一、 实验目的1. 初步掌握设计性实验的设计思路和方法，能够正确自行设计电路，选择实验设备；2. 通过实验加深对一阶动态电路的理解；3. 进一步熟悉示波器的使用方法。
二、设计要求1. 根据实验室条件，自行确定实验方案；2. 根据自己的方案，设计出具体的实验线路；3. 确定实验的方波信号的周期T 的大小；4. 实验分RC >>2T ，RC =2T ，RC <<2T 三种情况进行测量u C （t ），i （t ）的波形。
5. 预习要求：预习有关理论，写出实验方案、实验步骤，设计出实验电路，选好实验设备和器材。
三、设计提示1. 对 RC 一阶电路，当激励源为方波信号，只要电路的参数和方波的周期满足一定的数量关系时，在方波的上升沿，相当于电路接通阶跃信号，电路的响应为零状态阶跃响应；在方波的下降沿，相当于电路的储能元件具有初始能量且输入为零，电路的响应为零输入响应。
2. 实验仪器与器材方波信号发生器1台，电阻若干，电阻箱1只，电容1只，示波器1台四、实验注意事项1. 注意方波信号源的周期选取时，要与实验室提供的电阻、电容相匹配。
2. 设计电路的参数时，应注意尽量选用标准的电阻和电容。
3. 当测量）（t i 波形时，注意取样信号的获得。
五、实验报告要求1. 在标准的坐标纸上，按比例画出各种情况下观察的波形。
2. 要写明输入方波的幅值、宽度和频率。
六、思考与总结1. 能否利用RC 的方波响应曲线，测出RC 电路的时间常数 ？2. 根据理论计算，画出RC 电路在方波信号的理论响应曲线，并与实际测量的响应曲线比较，加以讨论。
3. 设计总结设计性实验项目2： 用谐振法测量互感线圈参数一、实验目的1、 初步掌握设计性实验的设计思路和方法，能够正确自行设计电路，选择实验设备；2、 通过实验加深RLC 串联电路谐振的条件和特点；3、 进一步熟悉示波器的使用方法。
